臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院 林 龍臺(tái)州學(xué)院 鄭 瀾

總線系統(tǒng)出現(xiàn)單線故障時(shí)，一般用故障檢測(cè)儀或示波器讀取網(wǎng)絡(luò)上的故障信息，示波器可以顯示傳輸信號(hào)的正確性，故障檢測(cè)儀可以反饋故障信息及控制單元的通信狀態(tài)。但由于CAN系統(tǒng)布線范圍廣、涉及控制單元多、維修拆卸不便等特點(diǎn)，排查單線模式下故障線路所在的位置及相應(yīng)的控制單元比較困難。如何針對(duì)單線模式故障進(jìn)行檢測(cè)處理，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運(yùn)行，是汽車維修人員需要不斷思考的難題。本文在分析了POLO車舒適總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及單線模式下的故障現(xiàn)象基礎(chǔ)上，提出了一種具有參考意義的故障診斷方法。

1 舒適總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對(duì)總線系統(tǒng)進(jìn)行故障分析前，必須看懂總線系統(tǒng)的電路圖，從而分析其電路特點(diǎn)。下面筆者以POLO車舒適總線系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，圖1為POLO車的舒適總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出總線系統(tǒng)共連接有8個(gè)控制單元，分別是儀表控制單元（J285）、空調(diào)控制單元（J301）、舒適系統(tǒng)控制單元（J393）、駕駛?cè)藗?cè)車門控制單元（J386）、副駕駛?cè)藗?cè)車門控制單元（J387）、左后車門控制單元（J388）、右后車門控制單元（J389）及車載網(wǎng)絡(luò)控制單元（J519，內(nèi)集成有網(wǎng)關(guān)）。各個(gè)控制單元通過(guò)兩條相互纏繞的CAN-H和CAN-L接入連接點(diǎn)A146和A147，CAN-H導(dǎo)線顏色為桔綠色，CAN-L導(dǎo)線顏色為桔棕色，兩根導(dǎo)線直徑均為0.35 mm，傳輸速率為100 kb/s。網(wǎng)關(guān)有兩大作用：一是完成不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)間的信息格式轉(zhuǎn)換；二是完成車上各控制單元與診斷設(shè)備的信息交換。故障檢測(cè)儀可通過(guò)網(wǎng)關(guān)讀取總線當(dāng)中的相應(yīng)診斷數(shù)據(jù)。

圖1 舒適系統(tǒng)CAN總線

2 總線系統(tǒng)故障類型及位置

CAN系統(tǒng)的故障原因有：控制單元損壞；控制單元供電或搭鐵故障；鏈路故障。鏈路發(fā)生故障往往使總線系統(tǒng)處于單線模式，這樣的故障類型較多，常見的有：CAN-H或CAN-L對(duì)搭鐵之間短路，CAN-H或CAN-L對(duì)電源短路，CAN-H與CAN-L之間短路，CAN-H或CAN-L斷路等。對(duì)應(yīng)的波形及故障狀態(tài)如表1所列，示波器測(cè)量點(diǎn)在圖1所示的A146和A147連接處。任何一處控制單元CAN-H或CAN-L的斷路或短路均不會(huì)引起功能性故障，但是用故障檢測(cè)儀和示波器可以檢測(cè)出來(lái)，例如，當(dāng)CAN-L對(duì)搭鐵短路時(shí)，示波器CAN-L波形為0 V，故障檢測(cè)儀顯示其為1線。舒適系統(tǒng)單線模式下控制單元能通信，功能不影響，但是存在隱患，需要及時(shí)找出故障位置。而總線的故障位置定位是本文探討的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3 舒適總線系統(tǒng)故障排除方法

3.1 舒適總線系統(tǒng)短路故障診斷思路

假設(shè)圖1中G1與J386之間某處存在對(duì)搭鐵短路的故障，診斷步驟如下。連接故障檢測(cè)儀進(jìn)入19—網(wǎng)關(guān)，讀得故障代碼01336（圖2），含義為舒適數(shù)據(jù)總線單線操作模式；選擇數(shù)據(jù)組130、131、132（圖3、圖4、圖5），發(fā)現(xiàn)總線模式為單線，各個(gè)控制單元狀態(tài)均顯示為“1”，通信正常。在連接點(diǎn)A146和A147處連接示波器，測(cè)量CAN-H波形為0 V，如圖6所示。接下來(lái)，在連接點(diǎn)A146處分別斷開各條CAN-H，同時(shí)觀察示波器CAN-H波形有無(wú)恢復(fù)，如CAN-H波形恢復(fù)，則說(shuō)明斷開的這條CAN-H存在對(duì)搭鐵短路的故障；繼續(xù)斷開連接點(diǎn)A147處對(duì)應(yīng)的CAN-L，如發(fā)現(xiàn)某個(gè)控制單元通信狀態(tài)為“0”，其余控制單元為“1”，如圖7所示，則說(shuō)明斷開的CAN-L去往該控制單元，因此能大致確定短路故障位置在G1至J386上。此后可重點(diǎn)排查J386與連接點(diǎn)A147之間的通信線路。

對(duì)于對(duì)電源短路的故障排查方法與上述思路一致，此處不再贅述。

3.2 舒適總線系統(tǒng)斷路故障診斷思路

假設(shè)圖1中E1至J388某處存在斷路時(shí)，診斷步驟如下。連接故障檢測(cè)儀進(jìn)入19—網(wǎng)關(guān)，選擇數(shù)據(jù)組130、131、132，發(fā)現(xiàn)總線模式為單線，各個(gè)控制單元狀態(tài)均顯示為“1”，通信正常。在連接點(diǎn)A146和A147處連接示波器，測(cè)量到CAN-H波形不對(duì)稱，其中CAN-H波形“缺齒”。此時(shí)可以判斷總線系統(tǒng)CAN-H存在斷路，接下來(lái)依次斷開A147各處的CAN-L，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一控制單元通信狀態(tài)由“1”變?yōu)椤?”時(shí)（圖8），則說(shuō)明斷開的CAN-L去往該控制單元（J388），對(duì)應(yīng)斷路的CAN-H也能相應(yīng)地找到。此后可重點(diǎn)排查該控制單元至連接點(diǎn)A147之間的通信線路。

表1 不同故障狀態(tài)下總線系統(tǒng)的波形

3.3 舒適總線系統(tǒng)CAN-H和CAN-L互相短路故障診斷思路

假設(shè)圖1中B1、B2至J301的兩條CAN線在某處相互短路的故障，診斷步驟如下。連接診斷儀進(jìn)入19—網(wǎng)關(guān)，選擇數(shù)據(jù)組130、131、132，發(fā)現(xiàn)總線模式為單線，各個(gè)控制單元狀態(tài)均顯示為“1”，通信正常。在連接點(diǎn)A146和A147處連接示波器，示波器CAN-H和CAN-L的波形一致，此時(shí)可以判斷總線系統(tǒng)CAN-H和CAN-L之間存在短路。接下來(lái)依次斷開A147各處的CAN-L，當(dāng)發(fā)現(xiàn)CAN-L的波形恢復(fù)時(shí)，則說(shuō)明斷開的CAN-L存在與CAN-H短路；繼續(xù)斷開相絞合的CAN-H，某一控制單元的通信狀態(tài)由“1”變?yōu)椤?”時(shí)（圖9），則說(shuō)明斷開的CAN-H和CAN-L去往該控制單元（J301），由此可以確認(rèn)出相應(yīng)的CAN-H和CANL，并可縮小故障范圍。

圖2 讀得故障代碼01336（截屏）

圖3 網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)組130（截屏）

圖4 網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)組131（截屏）

圖5 網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)組132（截屏）

圖6 故障波形（截屏）

圖7 斷開某CAN-H后各控制單元的通信狀態(tài)（截屏）

圖8 斷開某CAN-L后各控制單元的通信狀態(tài)（截屏）

圖9 斷開某CAN-L后各控制單元的通信狀態(tài)（截屏）

4 總結(jié)診斷思路

筆者在分析POLO車舒適總線電路特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)隨機(jī)斷開連接點(diǎn)處的總線，借助示波器測(cè)量和故障檢測(cè)儀，得出一種定位故障位置的方法，在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中驗(yàn)證了方法的有效性，也為汽車維修人員診斷總線故障提供了一種有意義的思路。